274.数据库系统概述

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1.1定义

  数据库系统是以数据库技术为核心的计算机应用系统,其主要目的是避免生产和实践过程中产生的数据和信息,实现生产过程管理的自动化和信息化,提高信息管理下行速率 。

  数据、数据库、数据库管理系统与操作数据库的应用系统进程,去掉 支撑它们的硬件平台、软件平台和与数据库有关的人员同時 构成了另俩个多全版的数据库系统。图1.1描述了数据库系统的构成。

图1.1 数据库系统的构成

1.2组成

数据库系统一般蕴含俩个要素

1.2.1数据库

  定义:是数据库系统存放形状化数据的地方,是长期存储的、有组织的、可共享的数据的集合。

Ø 数据最终是以文件的形式存储在磁盘上,可不能否可不能否 数据库管理系统可不能否对哪此文件进行存取操作。

Ø 每另俩个多数据库都要花费有另俩个多原来文件,称为数据文件。

Ø SQL Server数据库的数据文件以.mdf或.ndf为扩展名。

数据库(DB)是存放数据的仓库,只不过哪此数据处在一定的关联,并按一定的格式存放进计算机内。广义上讲,数据不仅蕴含数字,还包括文本、图像、音频、视频等。

相似,把另俩个多学校的学生、课程、学生成绩等数据有序地组织并存放进计算机内,就都需用构成另俩个多数据库。

或者,数据库由一点持久的相互关联的数据的集合组成,并以一定的组织形式存放进计算机的存储介质中。

1.2.2数据库管理系统(DBMS)

  定义: DBMS是数据库的管理软件,是应用系统进程和数据库之间桥梁,即应用系统进程需用通过DBMS可不能否存取数据库中的数据。

Ø DBMS对数据的存取操作最终体现为对数据文件的更新和修改,但应用系统进程可不能否 直接执行一点更新和修改操作。

Ø SQL Server 2014而是SQL Server数据库系统的四种 DBMS。

  数据库管理系统(DBMS)是管理数据库的系统,它按一定的数据模型组织数据。DBMS应提供如下功能:

(1)数据定义功能:可定义数据库中的数据对象。

(2)数据操纵功能:可对数据库表进行基本操作,如插入、删除、修改、查询等。

(3)数据的全版性检查功能:保证用户输入的数据满足相应的约束条件。实体、参照、域(用户定义)全版性

(4)数据库的安全保护功能:保证可不能否可不能否 具有权限的用户可不能否访问数据库中的数据。

(5)数据库的并发控制功能:使多个应用系统进程可在同一时刻并发地访问数据库的数据。

(6)数据库系统的故障恢复功能:使数据库在运行出先故障时进行数据库恢复,以保证数据库可靠运行。

(7)在网络环境下访问数据库的功能。 

(8)方便、有效地存取数据库信息的接口和工具。编程人员通过系统进程开发工具与数据库的接口编写数据库应用系统进程。数据库系统管理员(DBA,DataBase Adminitrator)通过提供的工具对数据库进行管理。

  DBMS的功能主要包括以下几条方面:

   1.数据库定义功能

  DBMS一般都提供数据定义语言(DDL, Data Definition Language),都需用分别用于定义外模式、概念模式和内模式。用DDL编写的外模式、概念模式和内模式分别称为源外模式、源概念模式和源内模式。它们经过模式翻译系统进程翻译后将形成相应的内部管理表示,分别称为目标外模式、目标概念模式和目标内模式。

  哪此目标模式被保处在数据字典中(又称系统目录),它们是用于刻画数据库的框架形状,是对数据库(而全是数据)的四种 描述,也是DBMS存取和管理数据的基本法律办法。

2.数据操纵功能

  DBMS还提供数据操作语言(DML, Data Manipulation Language)用于实现对数据库的查询、去掉 、修改和删除等基本操作。

  DML分为宿主型的和自主型的(或自含型的)的DML。

Ø 宿主型的DML用于嵌入到一点语言(称为主语言)当中,相似把它嵌入到PASCAL、FORTRAN,C等高级语言中。相似DML语言四种 可不能否 独立使用,这也而是它好的反义词称为宿主型DML的导致 。

Ø 自主型的(或自含型)DML则是交互式命令语言,其语法简单,每条得话都都需用独立执行。

Ø 如今,DBMS一般既提供宿主型的DML也提供自主型的DML,或者提供集宿主型和自主型于一体的DML,其典型的代表而是著名的SQL(Structured Query Language)语言。SQL得话既都需用嵌入到一点的高级语言,也都需用单独交互执行。

  用户或者应用系统进程对数据库的操作实际上是通过DBMS控制并执行DML得话来实现的。

  自主型的DML是交互式命令语言,DBMS通常以解释执行的法律办法运行它们。

  对于宿主型的DML,DBMS提供四种 执行法律办法:

Ø  预编译法律办法。一点法律办法的原理是,由DBMS提供的预编译系统进程对蕴含DML的主语言进行扫描,识别出DML,或者把哪此DML转去掉 合法的主语言代码,以便主语言的编译系统进程可不能否接受和执行它们。

Ø  修改、扩充主语言编译系统进程的法律办法。一点法律办法又称为增强编译法律办法,增强后的编译系统进程既都需用编译主语言代码,也都需用编译和执行嵌入的DML得话。

3.数据库运行管理功能

  数据库运行管理是DBMS提供的重要功能之一,它是数据系统可不能否正确、有效运行的基本保证。一点管理功能主要包括存取控制、安全性检测、并发控制、全版性约束条件的检查和执行、数据库内部管理的维护和管理等。

4.数据库的建立和维护功能

  这包括数据库初试数据的装载和转换、数据库的转储和恢复、数据库的重组织功能和性能监视、分析功能等。哪此功能主而是由DBMS提供的实用系统进程来完成。

1.2.3应用系统进程

定义: 是指通过访问数据库来完成用户操作的系统进程。

Ø 它介于系统用户和DBMS之间,用户通过操作应用系统进程来获取亲戚亲戚亲戚朋友的需求,而应用系统进程则通过DBMS访问数据库来实现用户提出的需求。

Ø 应用系统进程都需用用Java、JSP、.NET等技术开发。

1.2.4系统用户

  定义:是大致分为两类——系统用户和系统管理员。

Ø 系统用户是指应用系统进程的用户,亲戚亲戚亲戚朋友是整个数据库系统的最终使用者;

Ø 系统管理员都需用分为不同级别类型的管理人员,亲戚亲戚亲戚朋友主要负责数据库的管理和维护工作。

1.2.5数据库系统各要素之间的关系

 

1.3 数据库系统的模式形状

  现在数据库系统软件产品非常多,它们或者基于不同的操作系统,支持不同的数据库语言,采用不同的数据形状,等等。或者,它们的体系形状却基本相同,那而是三级模式形状。

  三级模式形状是由美国国家标准学精(ANSI, American National Standards Institute)所属的标准计划和要求委员会(SPARC, Standards Planning And Requirements Committee)于1975年提出的,称为SPARC分级形状。

  三级模式形状将数据库系统抽象为另俩个多层次,分别为内模式、概念模式和外模式。

1.3.1内模式

  定义:又称存储模式,它是数据在数据库系统中最底层的表示,描述了数据的物理形状和存储法律办法,即定义了存储记录的类型、存贮域的表示、存储记录的物理顺序、索引等。

  另俩个多数据库仅有另俩个多内模式。

1.3.2概念模式

  定义:又称逻辑模式,简称模式,它用于对整个数据库中数据的逻辑形状和形状、实体及其性质与联系进行描述。但一点描述并不涉及具体的物理存储法律办法和硬件环境,而是涉及任何特定的应用系统进程及其开发工具。

  另俩个多数据库也可不能否可不能否 另俩个多概念模式。

1.3.3外模式

  定义:外模式是概念模式的另俩个多子集,一点子集是为某另俩个多特定用户所使用的。从一点厚度看,外模式是面向用户的,很多很多很多很多有外模式又称子模式或用户模式。本质上,外模式是应用系统进程所使用的局部数据的逻辑形状和形状的描述,是使用该应用系统进程的用户所想看 的数据视图

1.3.4总结

   以上另俩个多模式分别从另俩个多不同层次的级别对数据库进行抽象,即分别抽象为用户级、概念级、物理级数据库

Ø 用户级数据库对应于外模式,是从用户的厚度对数据库进行抽象,是用户想看 和使用的用户视图的集合。

Ø 概念级数据库对应于概念模式,介于用户级和物理级之间,是系统进程开发人员想看 和使用的数据库。。

Ø 物理级数据库对应于内模式,是从数据的物理存储形状的厚度对数据库进行抽象。

总之,外模式是概念模式的子集,概念模式是内模式的逻辑表示,而内模式则是概念模式的物理表示。

  三级模式形状将数据库系统抽象为另俩个多层次,分别为内模式、概念模式和外模式。各模式的关系如图1.7所示。